本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点
去年感恩节后的那个星期天,对于22岁的科斯塔·卡拉乔治的家人和朋友来说,是悲惨的一天。这位俄亥俄州立大学七叶树队的防守截锋在那天被发现死亡,显然是头部中枪自杀。为了寻找这场可怕事件的原因,他的家人指出,他最近遭受了几次脑震荡,这使他感到困惑、迷失方向和情绪激动。
没有人知道脑震荡是否在卡拉乔治的自杀行为中起了作用。但是头部损伤可能会引发神经退行性变化,从而可能将运动员引上绝路。其他自杀事件,例如高中冰球运动员威利·亚历山大·托马斯(Willy Alexander Thomas)的自杀事件,他在2013年10月从乔治·华盛顿大桥跳下,之前也至少发生过一次脑震荡。
头部 আঘাত通常不会导致自杀,而且通常不会产生严重问题。事实上,80%到90%的轻度创伤性脑损伤(TBI)患者——头部外伤导致意识丧失或认知改变持续时间少于半小时——将完全康复。然而,目前还没有办法及早判断哪些患有轻度TBI的人即使在几个月或几年后也不会好转。
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宾夕法尼亚大学的神经科学家罗伯特·西曼和他的同事们在解决这个谜团方面迈出了重要一步。他们发现了一种血液中的蛋白质片段,其水平与大脑受损的程度平行。因此,针对这种片段的血液检测可以揭示脑震荡患者何时可以安全地恢复正常活动(包括运动)。它也可能为找出哪些脑损伤疗法真正有效打开大门。
大约12年前,西曼和他的同事们决定在血液中寻找可以作为脑损伤标志物的蛋白质。一种名为SNTF的蛋白质片段是一个很好的候选者。SNTF是神经元中一种称为血影蛋白的结构蛋白的一部分。当神经元被拉伸和变形时,化学变化会激活一种酶,这种酶会切割血影蛋白,产生SNTF并使其在细胞中积累。在严重的情况下,该片段会从细胞中溢出并进入血液。
为了测试血液中SNTF水平是否可能是神经元损伤的良好标志物,西曼和他的团队在2012-2013赛季上半赛季跟踪了瑞典顶级职业冰球联赛中的288名球员。在这段时间内发生脑震荡的28名球员中,有20名球员的症状持续了六天或更长时间。一名球员的症状持续时间太长,以至于他决定退役。在那些持续受伤的球员中,脑震荡发生一小时到六天后,血液中SNTF水平远高于脑震荡在五天内消退的八名运动员的SNTF水平。在季前赛期间接受测试的45名未发生脑震荡的球员中,SNTF水平也很低。因此,SNTF血液检测可能预测头部损伤的恢复时间。急诊室中SNTF水平升高的轻度创伤性脑损伤患者更有可能出现持续的认知问题。(有关这项研究的更多信息,请收听60秒思维播客“血液检测预测脑震荡严重程度”。)
额外的测试还可以帮助确定运动员是否已恢复到足以再次比赛的程度。目前,关于让运动员重返赛场、场地或冰场的决定是基于头晕、恶心、头痛、意识模糊和迷失方向等症状的消失。当所有这些症状都消失后,会逐步重新引入锻炼,然后是比赛。但是,由于评估症状是主观的,血液检测结果可以提供重要的额外信息。“与大脑功能相关的客观、定量测试可能在重返比赛的决策中具有很大的实用性,”西曼说。他补充说,血液检测对于确定跌倒、机动车碰撞或其他事故的受害者何时可以安全地重返学校或工作也同样有用。
宾夕法尼亚大学团队的简单检测方法也可能对评估可能的脑损伤治疗方法大有裨益。迄今为止,没有任何脑损伤疗法有真正的科学依据。没有人甚至确切知道,让大脑休息这种常见做法是否会加速康复——或者,如果它确实有效,休息的组成部分或持续时间应该是多少。评估所有脑损伤患者的治疗方法是困难的,甚至是不可能的,因为许多人会自行好转。但是,识别出那些伤势将持续存在的患者可以为测试疗法提供一个实际的患者群体。
潜在地,SNTF血液检测甚至可能有助于检测那些有长期慢性神经系统问题风险的球员。在健康个体的血液中检测不到SNTF,但研究人员在季前赛期间接受检测的42%的冰球运动员中发现了低水平的SNTF。尽管这一发现的意义尚不清楚,但一种可能性是,这种分子的慢性升高在高度参与接触性运动的人群中可能很常见——并且可能使他们面临患神经退行性疾病(如慢性创伤性脑病)的风险。这种血液标志物对于确定一个人需要多少监测、护理和关注将非常有用——特别是如果退行性疾病的早期阶段使他或她面临自杀风险。